钛铝合金材料获突破 飞机将有更强“中国心” 2016-06-23 

  

据中国新闻网报道 由南京理工大学陈光教授团队研制出的高温PST钛铝单晶新材料,在新型航空航天材料钛铝(TiAl)合金方面取得重大跨越性突破。

一般情况下,运用于国内飞机发动机叶片的主要材料是镍基高温合金,而钛铝合金是目前公认的替代高温合金的最佳新型轻质结构材料。美国通用公司曾采用Ti-48Al-2Cr-2Nb合金(以下简称“4822合金”)替代原来的镍基高温合金,制造了发动机最后两级低压涡轮叶片,使单台发动机减重约200磅,并在节油、减少氮化物排放量以及减噪方面效果突出。

此次陈光团队研制的高温PST钛铝单晶,在核心性能和持久寿命上均优于“4822合金”。陈光在发布会上介绍说,团队制备的高温PST钛铝单晶室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和708兆帕,抗拉强度高达978兆帕,实现了高强高塑的优异结合。“更为重要的是,该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637兆帕,并具有优异的抗蠕变性能,其最小蠕变速率和持久寿命均优于‘4822合金’1到2个数量级,并有望将目前钛铝合金的使用温度从650~750℃提高到900℃以上。”陈光详解道。

这一研究成果获得中国科学院院士、钛合金和钛-铝系金属间化合物专家、中国钛合金研究与应用创始人之一曹春晓的认可。曹春晓表示,该团队研制的新材料具有原创性、突破性、引领性和基础性。他指出,通常,镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃,即为一代新合金。而陈光团队发明的钛铝单晶合金,一下将承温能力提高了150~250℃以上,是重大突破,属引领性成果。“这项关键材料技术对我国的航空航天事业的发展具有重大价值,有助于中国飞机拥有一颗更强的‘中国心’。”曹春晓说道。


据了解,6月20日,陈光教授团队研究的相关成果已经在线发表在《自然材料》期刊上。